基于石墨烯/纳米微球电光调制器的调Q光纤激光器

张晓祥1，3， 戴腾飞4， 戚昱1，3， 黄天宇1，3， 顾骏华1，3， 陶文卓1，3， 常建华1，2（1南京信息工程大学电子与信息工程学院；2南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心；3南京信息工程大学浦口经开区创新港研究生联培基地；4无锡学院集成电路科学与工程学院）

摘要：利用光纤倏逝波耦合效应，设计一种基于石墨烯/聚苯乙烯纳米球/聚二甲基硅氧烷（Gr/PS Ns/PDMS）电光调制器的调Q（Q 为品质因子）光纤激光器。该全光纤电光器件采用氢氧火焰制备的锥型光纤，并将其置于石墨烯和Ag 叉值电极之间构成调制结构。为了增强光与石墨烯的相互作用，将单层PS Ns 沉积于石墨烯表面，并用PDMS 稳定结构，限制发散的倏逝场以形成强局域场。实验结果表明：在电极两端施加不同幅值的电压以改变石墨烯固有的光学吸收特性，对腔内光进行调制，可以实现1530 nm 光纤激光器调Q 脉冲输出性能的主动调控，器件的调制深度达53.25%，脉冲重复频率在41.6~71 kHz 内连续可调，脉宽在3.186~3.965 μs 内，对应平均输出功率为2.69~3.94 mW，脉冲能量为64.69~55.42 nJ。该器件兼具低成本、低功耗、高调制深度的优势，为开发灵活可控的调Q 光纤激光器提供新思路。

关键词：石墨烯；光纤激光器；调Q；主动调控